(57)【要約】【課題】  高充填化が可能で、反りが小さく、耐半田クラック性に優れた、エリア実装型半導体封止用に適したエポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供すること。【解決手段】  （Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、及び金属基板の片面に半導体素子が搭載されこの半導体素子が搭載された搭載面側の実質的に片面のみが前記エポキシ樹脂組成物を用いて封止されてなることを特徴とする半導体装置。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量が３〜１０％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化１】
2006188622.tif 000018
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【化２】
2006188622.tif 000019
（Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｒ２ＣＲ２−の中から選択される基で、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基で同一でも異なってもよい。ｍは０〜４の整数。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４アルキル基で同一でも異なっていてもよい。）
【化３】
2006188622.tif 000020
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【化４】
2006188622.tif 000021
（Ｒ３は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜１２の炭化水素基。ｎは１〜３の整数。）
【請求項２】
分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンの２５℃での粘度が２０〜７００Ｐａ・ｓである請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された搭載面側の実質的に片面のみの封止に用いるものであって、（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量が３〜１０％であることを特徴とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【化５】
2006188622.tif 000022
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【化６】
2006188622.tif 000023
（Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｒ２ＣＲ２−の中から選択される基で、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基で同一でも異なってもよい。ｍは０〜４の整数。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４アルキル基で同一でも異なっていてもよい。）
【化７】
2006188622.tif 000024
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【化８】
2006188622.tif 000025
（Ｒ３は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜１２の炭化水素基。ｎは１〜３の整数。）
【請求項５】
分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンの２５℃での粘度が２０〜７００Ｐａ・ｓである請求項４記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された搭載面側の実質的に片面のみが請求項４又は５記載のエポキシ樹脂組成物を用いて封止されていることを特徴とするエリア実装型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置に関するものであり、特に金属基板の片面に半導体素子を搭載し、その搭載面側の実質的に片面のみが樹脂封止されたエリア実装型半導体装置に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々進み、また、半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、新規にエリア実装型半導体装置が開発され、従来構造の半導体装置から移行し始めている。半導体装置の小型化、薄型化に伴い、封止用エポキシ樹脂組成物に対しては、より一層の低粘度化、高強度化が要求されている。また、環境問題から臭素化合物、酸化アンチモン等の難燃剤を使わずに難燃化する要求が増えてきている。このような背景から、最近のエポキシ樹脂組成物の動向は、より低粘度の樹脂を適用し、より多くの無機充填剤を配合する傾向が強くなっている。また新たな動きとして、半導体装置を実装する際、従来よりも融点の高い無鉛半田の使用が高まってきている。この半田の適用により実装温度を従来に比べ約２０℃高くする必要があり、実装後の半導体装置の信頼性が現状に比べ著しく低下する問題が生じている。このようなことからエポキシ樹脂組成物のレベルアップによる半導体装置の信頼性の向上要求が加速的に強くなってきており、樹脂の低粘度化と無機充填剤の高充填化に拍車がかかっている。
【０００３】
エリア実装型半導体装置としては、代表例としてＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、あるいは更に小型化を追求したＣＳＰ（チップスケールパッケージ）等があるが、これ以外にＱＦＮ、ＳＯＮといった従来のＱＦＰやＳＯＰの実装エリア面積を小さくしたパッケージがある。ＱＦＮやＳＯＮは従来のＱＦＰやＳＯＰと同じ設計で製造されてきたが、最近金属基板（たとえば銅リードフレームやニッケルパラジウム＋金メッキしたリードフレームにポリイミドフィルムを重ね合わせたものなど）の片側に半導体素子をマトリックス状に搭載し、封止用エポキシ樹脂組成物で一括封止し、その後所定の大きさに格子状にカットして個片化してパッケージを製造する方法（以下ＭＡＰ−ＱＦＮ、ＭＡＰ−ＳＯＮと表現）が増えてきている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
ＭＡＰ−ＱＦＮ、ＭＡＰ−ＳＯＮの構造は、基板の半導体素子搭載面のみをエポキシ樹脂組成物で封止する片面封止の形態をとっている。この場合、封止される面積は通常のパッケージ成形よりも大きく、しかも片面であることから金属基板とエポキシ樹脂組成物の硬化物との間での熱膨張・熱収縮の不整合、或いはエポキシ樹脂組成物の成形硬化時の硬化収縮による影響で、これらの半導体装置では成形直後から反りが発生しやすい。
また半導体装置に反りが発生すると、半導体装置を実装する回路基板から浮き上がってしまい、電気的接合の信頼性が低下する問題も起こる。
【０００５】
金属基板上の実質的に片面のみをエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置において、反りを低減するには、基板の熱膨張係数とエポキシ樹脂組成物の硬化物の熱膨張係数とを近づけること、及びエポキシ樹脂組成物の成形硬化時の硬化収縮を小さくすることの二つの方法が重要である。
対策として多官能型エポキシ樹脂と多官能型フェノール樹脂との組み合わせによりＴｇを高くし、無機充填剤の配合量でα１を合わせる手法が既に提案されている。しかし多官能型エポキシ樹脂と多官能型フェノール樹脂との組み合わせでは流動性が低下し未充填ボイドが生じる等の不具合があった。
【０００６】
また、赤外線リフロー、ベーパーフェイズソルダリング、半田浸漬等の手段での半田処理による半田接合を行う場合、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿により、半導体装置内部に存在する水分が高温で急激に気化することによる応力で、半導体装置にクラックが発生することや、金属基板の半導体素子搭載面とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面で剥離が発生することもあり、エポキシ樹脂組成物の低応力化・低吸湿化・低反り化・高充填化・高耐熱化とともに、金属基板との高接着性も求められる。
従来のＱＦＰやＳＯＰ等の表面実装型半導体装置において、成形時に低粘度で高流動性を維持するためには、溶融粘度の低い樹脂を用いる方法や（例えば、特許文献２参照。）、また無機充填剤の配合量を高めるために無機充填剤をシランカップリング剤で表面処理する方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。しかしこれらは種々ある要求特性のいずれかのみを満足するものが多い。エリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、高流動、低反りに優れた樹脂を用い、更に無機充填剤の配合量を高めて信頼性を満足させる技術がこれまで求められてきた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０９９８３号公報（第２〜７頁）
【特許文献２】特開平７−１３０９１９号公報（第２〜５頁）
【特許文献３】特開平８−２０６７３号公報（第２〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の背景技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは硬化性及び他の諸特性を劣化させることなく充填性、成形後や半田処理後の低反り、耐半田特性が著しく優れたエリア実装型半導体封止（特にＭＡＰ−ＱＦＮやＭＡＰ−ＳＯＮ）用に適したエポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
［１］（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量が３〜１０％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
【００１０】
【化９】
2006188622.tif 000002
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００１１】
【化１０】
2006188622.tif 000003
（Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｒ２ＣＲ２−の中から選択される基で、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基で同一でも異なってもよい。ｍは０〜４の整数。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４アルキル基で同一でも異なっていてもよい。）
【００１２】
【化１１】
2006188622.tif 000004
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００１３】
【化１２】
2006188622.tif 000005
（Ｒ３は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜１２の炭化水素基。ｎは１〜３の整数。）
【００１４】
［２］分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンの２５℃での粘度が２０〜７００Ｐａ・ｓである第［１］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］第［１］又は［２］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
［４］金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された搭載面側の実質的に片面のみの封止に用いる樹脂組成物であって、（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量が３〜１０％であることを特徴とするエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物、  
【００１５】
【化１３】
2006188622.tif 000006
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００１６】
【化１４】
2006188622.tif 000007
（Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｒ２ＣＲ２−の中から選択される基で、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基で同一でも異なってもよい。ｍは０〜４の整数。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４アルキル基で同一でも異なっていてもよい。）
【００１７】
【化１５】
2006188622.tif 000008
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００１８】
【化１６】
2006188622.tif 000009
（Ｒ３は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜１２の炭化水素基。ｎは１〜３の整数。）
【００１９】
［５］分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンの２５℃での粘度が２０〜７００Ｐａ・ｓである第［４］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［６］金属基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された搭載面側の実質的に片面のみが第［４］又は［５］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止されていることを特徴とするエリア実装型半導体装置、
である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に従うと、従来の技術では得られなかった高充填化、低反り、耐半田特性が得られるので、特にＭＡＰ−ＱＦＮやＭＡＰ−ＳＯＮといったエリア実装型半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、（Ａ）一般式（１）で表されるエポキシ樹脂、（Ｂ）一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂、（Ｃ）一般式（３）で表されるフェノール樹脂、（Ｄ）硬化促進剤、（Ｅ）全エポキシ樹脂組成物中に対し８５〜９５重量％の無機充填剤、（Ｆ）一般式（４）で表されるシランカップリング剤、及び（Ｇ）分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量が３〜１０％であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いることにより、エポキシ樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置においては高充填化、低反り、耐半田特性に優れるという顕著な効果が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２２】
本発明で用いられる一般式（１）で表されるエポキシ樹脂は、エポキシ基間に疎水性で剛直なビフェニレン骨格を有しており、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという）を越えた高温域での弾性率が低く、半導体素子、有機基板、及び金属基板との密着性に優れる。また架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴を有している。
一般式（１）中のｎは平均値で、１〜５の正数、好ましくは１〜３の正数である。ｎが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。ｎが上限値を越えると粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ）としては、例えばフェノールビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などが挙げられるが、式（１）の構造であれば特に限定するものではない。
【００２３】
【化１７】
2006188622.tif 000010
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００２４】
本発明に用いられる一般式（２）で示される結晶性エポキシ樹脂は、常温では結晶性の固体であるが、融点以上では極めて低粘度の液状となり、無機充填剤を高充填化できるので、これを用いたエポキシ樹脂組成物は、耐半田性に優れる特性を有する。一般式（２）で表される結晶性エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などが挙げられるが、一般式（２）の構造であれば特に限定するものではない。
【００２５】
【化１８】
2006188622.tif 000011
（Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｒ２ＣＲ２−の中から選択される基で、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基で同一でも異なってもよい。ｍは０〜４の整数。Ｒ２は水素又は炭素数１〜４アルキル基で同一でも異なってもよい。）
【００２６】
また本発明では、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂、及び一般式（２）で示される結晶性エポキシ樹脂を用いることによる特徴を損なわない範囲で、他のエポキシ樹脂を併用してもよい。併用できるエポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマー全般を言う。例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニル骨格等を有する）、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。他のエポキシ樹脂を併用する場合の配合量としては、全エポキシ樹脂に対して、一般式（１）で示されるエポキシ樹脂と一般式（２）で示されるエポキシ樹脂との合計量が、７０〜１００重量％であることが好ましい。一般式（１）で示されるエポキシ樹脂と一般式（２）で示されるエポキシ樹脂との合計量が下限値を下回ると、吸湿率の増大、耐クラック性の低下が起こる可能性がある。
【００２７】
本発明で用いられる一般式（３）で示されるフェノール樹脂は、フェノール性水酸基間に疎水性で剛直なビフェニレン骨格を有しており、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化物は吸湿率が低く、Ｔｇを越えた高温域での弾性率が低く、半導体素子、有機基板、及び金属基板との密着性に優れる。また架橋密度が低い割には耐熱性が高いという特徴を有している。従って、このフェノール樹脂を用いた樹脂組成で封止された半導体装置は、耐クラック性に優れる。
一般式（３）中のｎは平均値で、１〜５の正数、好ましくは１〜３の正数である。ｎが下限値を下回るとエポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する可能性がある。ｎが上限値を越えると、粘度が高くなりエポキシ樹脂組成物の流動性が低下する可能性がある。一般式（２）で示されるフェノール樹脂は、１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
一般式（３）で示されるフェノール樹脂としては、例えばフェノールビフェニルアラルキル樹脂などが挙げられるが、一般式（３）の構造であれば特に限定するものではない。
【００２８】
【化１９】
2006188622.tif 000012
（Ｒ１、Ｒ２は水素又は炭素数１〜４のアルキル基で、互いに同一でも異なっていてもよい。ａは０〜３の整数、ｂは０〜４の整数。ｎは平均値で、１〜５の正数）
【００２９】
本発明で用いられる一般式（３）で示されるフェノール樹脂を用いることによる特徴を損なわない範囲で他のフェノール樹脂を併用してもよい。併用する場合は、分子中にフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般で、極力低粘度のものを使用することが望ましく、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格を有する）、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての耐湿信頼性を考慮すると、イオン性不純物であるＮａイオンやＣｌイオンが極力少ない方が好ましい。他のフェノール樹脂を併用する場合の配合量としては、全フェノール樹脂に対して、一般式（３）で示されるフェノール樹脂の配合量が、７０〜１００重量％であることが好ましい。一般式（３）で示されるフェノール樹脂の配合量が下限値を下回ると、吸湿率の増大、半田処理後の基材との密着性や耐半田性の低下が起こる可能性がある。
【００３０】
全エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂のフェノール性水酸基の当量比については、エポキシ基数／フェノール性水酸基数＝０．７〜１．５の範囲が好ましく、この範囲を外れると、樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等が生じる可能性があるので好ましくない。一般式（１）で示されるエポキシ樹脂及び一般式（２）で示されるエポキシ樹脂、一般式（３）で示されるフェノール樹脂とを組合せて用いた場合には、吸湿後の半田処理での耐クラック性、反り等の点で最も高い効果が得られる。
【００３１】
本発明で用いられる硬化促進剤としては、エポキシ基とフェノール性水酸基の反応を促進するものであれば特に限定しないが、例えば１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００３２】
本発明で用いられる無機充填剤としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。例えば、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等が挙げられ、最も好適に使用されるものとしては、溶融球状シリカである。これらの無機充填剤は、単独でも混合して用いても差し支えない。またこれらがカップリング剤により表面処理されていてもかまわない。無機充填剤の形状としては、流動性改善のために、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。本発明で用いられる無機充填剤の配合量は、全エポキシ樹脂組成物中に８５〜９５重量％であり、好ましくは８７〜９３重量％である。下限値を下回ると、低吸湿性、低熱膨張性が得られず耐半田性が不十分となったり、反りが大きくなったりする恐れがあるので好ましくない。上限値を越えると、流動性が低下し、成形時に充填不良等が生じたり、高粘度化による半導体装置内の金線変形等の不都合が生じたりする恐れがあるので好ましくない
【００３３】
本発明において一般式（４）で表されるシランカップリング剤は必須である。一般式（４）で表されるシランカップリング剤を用いると、エポキシ樹脂組成物の粘度が低下し、流動性がよくなる効果が得られる。一般式（４）で表されるシランカップリング剤は１種類を単独で使用しても２種類以上を併用してもよい。また配合量は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中０．０５〜１重量％、更に好ましくは０.１〜０．８重量％である。一般式（４）で表されるシランカップリング剤の配合量が上記下限値を下回ると、期待するような密着性、流動性が得られない可能性があり、上記上限値を超えると硬化性が低下する可能性がある。また、一般式（４）で表されるシランカップリング剤を用いることによる効果を損なわない範囲であれば、その他のカップリング剤を併用しても差し支えない。併用できるカップリング剤としては、例えば、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム／ジルコニウムカップリング剤等が挙げられる。
【００３４】
【化２０】
2006188622.tif 000013
（Ｒ３は炭素数１〜１２の有機基。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は炭素数１〜１２の炭化水素基。ｎは１〜３の整数。）
【００３５】
本発明において分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンは必須である。これを用いると、エポキシ樹脂組成物と金属基板（ニッケル−パラジウムやニッケル−パラジウム−金メッキなど）の密着性が向上し、高リフロー耐熱性の効果が得られる。分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンのオキシラン酸素量は密着性に影響を及ぼす。基準油脂分析試験法（オキシラン酸素）に準拠した測定で得られたオキシラン酸素量は３〜１０％、更に好ましくは５〜８％である。上記下限値を下回ると密着性が低下し、上限値を超えると流動性が低下し、未充填となる可能性が大きい。分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンの粘度は半導体封止用樹脂組成物の粘度に影響を及ぼす。ＪＩＳ  Ｚ−８８０３に準拠した測定で得られた２５℃での粘度は２０〜７００Ｐａ・ｓ、更に好ましくは５０〜５００Ｐａ・ｓである。上記上下限値から外れると、期待するような流動性や密着性、反りが得られない。また配合量については０．０５〜１．５重量％、好ましくは０．１〜１重量％である。上記下限値を下回ると密着性が低下し、上限値を超えると流動性が低下し、未充填となる可能性が大きい。また、一般式（５）で表される分子内にオキシラン構造を有するポリブタジエンを用いることによる効果を損なわない範囲であれば、その他の低応力剤を併用しても差し支えない。併用できる低応力剤としては、例えば、オルガノポリシロキサンといったシリコーンオイルや、シリコーンゴム、アクリロニトリルゴムといった常温で固形状のゴムなどがある。
【００３６】
【化２１】
2006188622.tif 000014
（ｋ、ｌ、ｍ、ｎは１〜５０の整数であり、Ｒ７はＣｐＨｑで示される構造を有し、ｐは０〜１０の整数、ｑは１〜２１の整数。）
【００３７】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｇ）成分の他、必要に応じてカルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤、酸化ビスマス水和物等の無機イオン交換体、シリコーンオイル、ゴム等の低応力成分、酸化防止剤等の各種添加剤が適宜配合可能である。
【００３８】
本発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｇ）成分、その他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、ロール、ニーダー等の押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。特に本発明のエポキシ樹脂組成物は、エリア実装型半導体装置用に最適である。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
実施例１
エポキシ樹脂１：フェノールビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ、エポキシ当量２７４、軟化点５８℃）            １．４７重量部
エポキシ樹脂２：ビスフェノールＡ型結晶性エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＬ６８１０、エポキシ当量１７１、融点４５℃）          ３．４１重量部
フェノール樹脂１：フェノールビフェニルアラルキル樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ、水酸基当量２０３、軟化点６５℃）                  ５．１２重量部
トリフェニルホスフィン                                          ０．１５重量部
球状溶融シリカ（平均粒径３０μｍ）                            ８８．８５重量部
ポリブタジエン１（２５℃での粘度：３５０Ｐａ・s、オキシラン酸素量：６．５％）
０．３０重量部
Ｎフェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン                  ０．２０重量部
カルナバワックス                                                ０．２０重量部
カーボンブラック                                                ０．３０重量部
を、常温においてミキサーで混合し、７０〜１２０℃で２本ロールにより混練し、冷却後粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
評価方法
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒で測定した。単位はｃｍ。
ＭＡＰ成形（未充填ボイド）：トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間９０秒で、ＭＡＰ−ＱＦＮ（金属基板は銅フレームにニッケル−パラジウム−金メッキを施したもの、封入部分のサイズは４５ｍｍ×６２ｍｍ、厚み０．６５ｍｍ、個片化した半導体装置（ＱＦＮ−１６Ｌ）サイズは４．０ｍｍ×４．０ｍｍ、半導体素子のサイズ１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚み０．２ｍｍ  パッシベーション種類はＳｉＮ）を成形し、未充填ボイドの個数をカウントする。
パッケージ反り量：ＭＡＰ成形（未充填ボイド）の評価で成形したＭＡＰ−ＱＦＮの長手方向について、表面粗さ計を用いて高さ方向の変位を測定し、変位差の最も大きい値をパッケージ反り量とした。単位はμｍ。
耐半田クラック性：前記のＭＡＰ−ＱＦＮを成形し、１７５℃、４時間で後硬化した後に個片にカットして半導体装置（ＱＦＮ−１６Ｌ）サンプルを得た。各２０個のサンプルを別々に６０℃、相対湿度６０％の環境下で１２０時間と８５℃、相対湿度６０％の環境下で１６８時間処理し、その後ＩＲリフロ−（２６０℃）で１０秒間処理した。超音波探傷装置を用いて観察し、各種界面剥離の有無を調べた。不良パッケージ（剥離が発生しているもの）の個数がｎ個であるとき、ｎ／２０と表示する。
【００４１】
実施例２〜１２、比較例１〜９
表１及び表２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を製造し、実施例１と同様にして評価した。評価結果を表１及び表２に示す。実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
エポキシ樹脂３：ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ４０００Ｋ、軟化点１０５℃、エポキシ当量１８５）
【００４２】
フェノール樹脂２：フェノールアラルキル樹脂（三井化学（株）製，ＸＬＣ−ＬＬ，軟化点７５℃、水酸基当量１７５）
γ−グリシジルプロピルトリメトキシシラン
ポリブタジエン２〜６
ポリブタジエンのオキシラン酸素量、２５℃の粘度については表３に示す。
【００４３】
【表１】
2006188622.tif 000015
【００４４】
【表２】
2006188622.tif 000016
【００４５】
【表３】
2006188622.tif 000017
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明により得られる半導体封止用エポキシ樹脂を用いた半導体装置は反り量が小さく、耐半田クラック性に優れている。そのため、金属リードフレームの片面に半導体素子を搭載し、その搭載面側の実質的に片面のみを樹脂封止されたいわゆるエリア実装型半導体装置に対して、本発明により得られる半導体封止用エポキシ樹脂を適用することで、その信頼性を向上させることが可能である。